太陽電池パネル本質的安全設計のための電子相転移に基づく外場感応電流制御技術の創出

创建基于电子相变的外场敏感电流控制技术，用于太阳能电池板的本质安全设计

• 批准号: 21K14378
• 负责人: 佐藤 大輔
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Nagaoka University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14378/
• 关键词: 太陽電池パネル; ホットスポット; 逆バイアス電圧; 過渡熱特性; 熱破壊; 発火; 応力発光; 電子相転移材料; 熱応力; 太陽光発電; 本質的安全設計; バイパス回路故障; 電流・熱制御

今年度は主に，力学的な刺激により発光(応力発光)する材料を溶剤に分散させ太陽電池セルに塗布することで太陽電池パネル内の熱応力の大きさを発光の強さとして可視化し，熱破壊挙動を解析することを試みた．市販の応力発光材料を入手し，塗料状にしたものを結晶シリコン太陽電池セル全面に塗布した．実際の太陽電池パネル（420枚の太陽電池セル群が直列に接続）において，発火のリスクが最も高くなる状態（直列接続された太陽電池セル群のうち1枚だけが故障したor遮光された場合）を再現し，快晴時の出力電流と降伏電圧・逆バイアス電圧に相当する負荷を印加した．ホットスポット発生後の昇温過程で発生する熱応力を観察した．結果として，室温から約300℃までの温度変化で結晶シリコン太陽電池は熱破壊したが，この時応力発光材料の発光は確認できなかった．応力発光材料を塗料状にする際の分散方法や太陽電池セルへの塗布方法，乾燥工程で発光性の損失がないか等課題を確認中である．また，電子相転移材料（ある温度を境に金属－絶縁体間で相転移する材料）を用いたバイパス回路の製作にも着手した．代表的な電子相転移材料である二酸化バナジウムの粉体をシリコーン樹脂に分散させペースト状に成形できるかを確認した．現段階では，二酸化バナジウムとシリコーンの密度差により粉体が沈殿してしまい均一に分散できておらず，最適な溶媒材料，攪拌条件，硬化条件の探索が課題として挙がった．

Our は に, mechanics な stimulus に よ り 発 light (応 発 light) す る scattered material を dissolved tonic に さ せ solar cell セ ル に coated す る こ と で solar cell パ ネ ル の inside hot 応 の potent き さ を 発 strong light の さ と し て visualization し, thermal break 壊 挙 dynamic analytical す を る こ と を try み た. City dealers の 応 force of を し 発 light material, coating shape に し た も の を crystallization シ リ コ ン solar cell セ ル comprehensive に coated し た. Be interstate の solar cell パ ネ ル (420 の solar cell セ ル group が inline に 続) に お い て, 発 fire の リ ス ク が most high も く な る state (inline meet 続 さ れ た solar cell セ ル group の う ち one だ け が fault し た or shading さ れ た) し を reproduction, When the weather is about to clear, the output current of the <s:1> voltage is と, the voltage is reduced to バ アス, the voltage is アス, and the load is を equivalent to the Inca た. After the ホットスポット occurs, the <s:1> heating process で generates する heat 応 force を観 observes た た. Results と し て, room temperature か ら about 300 ℃ ま で の crystallization temperature variations change で シ リ コ ン solar cell は thermal break 壊 し た が, こ の 応 force 発 light material の 発 light は confirm で き な か っ た. 応 force 発 light material を coating に す る interstate scattered の way や solar cell セ ル へ の coating method, drying engineering で 発 optical loss の が な い か を on various issues such as the confirmation of で あ る. ま た, electronic phase planning materials (あ を る temperature boundary between に metal - never try moving phase planning で す る) を with い た バ イ パ ス loop の making に も to し た. Representative な electronic phase planning to move materials で あ る two acidification バ ナ ジ ウ ム の powder を シ リ コ ー ン resin に さ せ ペ ー ス ト shape forming で に き る か を confirm し た. Now Duan Jie で は, two acidification バ ナ ジ ウ ム と シ リ コ ー ン の density difference に よ り powder が Shen Dian し て し ま い に uniformly dispersed で き て お ら ず, optimum な solvent materials, mixing conditions, hardening conditions の が topics と し て 挙 が っ た.